JP2006224972A - 梱包箱及び梱包箱の電波反射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
電波を用いて動作するＩＣタグを付設してなる梱包箱の管理において、液体、あるいは金属等の電波障害を生じる物品を梱包した梱包箱にＩＣタグを付設しても、電波障害によりＩＣタグの動作が損なわれないように対策する。
【解決手段】
電波により非接触に通信するＩＣタグを箱体の外面に付設してなる梱包箱において、上記箱体に電波を反射させるための反射手段を上記箱体の内面に作製する。
【選択図】 図５

Description

この発明は、電波読み取り可能なＩＣタグを物流管理用ラベル等として付設された梱包箱の構造に係わり、特にＵＨＦ帯域の電波で動作するＩＣタグにおいて、梱包箱内に金属、あるいは液体等の電波障害となる物品を収納させてもＩＣタグの動作が妨害されない梱包箱及び梱包箱の電波反射方法に関する。

一般に、物流の自動化を進めていくには、個々の物品に識別用の伝票を貼付け、この貼付けられた個々の伝票に記録されている情報を機械読み取りすることが重要である。従来、このような機械読み取りを実現するためには、個々の伝票に対応したバーコードラベルを貼付け、これをバーコードリーダで読み取るようにしている。

しかしながら、バーコードリーダを用いてバーコードラベルを読み取るためには、両者間に一定の距離的並びに方向的な関係付けを、かなり高精度に行う必要があり、物流の自動化及び円滑化を図るうえでの障害になっていた。さらに、バーコードには入力できる情報量が少なく、物流の管理範囲も狭い区域に限られていた。

近年、電磁波を用いて非接触に読み取りが可能なＩＣ(Integrated Circuit)タグが使用されてきている(例えば特許文献１及び特許文献２参照)。このようなＩＣタグによれば、読取媒体として電磁波を用いることから読み取りに際して、両者間の距離的並びに方向的な制約をさほど受けることがなくなる。例えば、読み取りの方向性に制約を受けることなく１メートル離れた距離からでも、その内容を確実に読み取らせることができる。

又、このＩＣタグ内のＩＣには、管理対象物品の個体情報を大容量で記憶することができ、用途によっては、この個体情報を、該個体を特定するためのセキュリティ情報に用いることも可能である。

ところが、数メートル離れた位置からの通信を可能にするＩＣタグの通信周波数として、例えば８５０〜９６０ＭＨｚのＵＨＦ帯域の電波を用いると、電波が液体によって吸収されたり、金属によって反射されるなどの電波障害を生じる。このため、図１に示すように、飲料水の入ったボトル１２を入れた梱包箱１１の外表面にＩＣタグ１０を付設した場合は、電波が飲料水に吸収されてＩＣタグ１０に電波エネルギが十分に届かないためＩＣタグ１０が動作しなくなる問題を生じる。

図２は、この課題を解決するための対策として考えられる一例を示す。つまり、図２(Ａ)に示すように梱包箱１１内に、梱包箱１１の内壁面より５０ｍｍ程度離れた空間を形成するため、図２(Ｂ)に示すように、４枚のシート片を＃形状に交差させてなる仕切り構造物２０を挿入し(図２(Ｃ)参照)、該仕切り構造物２０内に電波障害を生じさせるおそれのある梱包物品、例えばボトル１２を入れても、ＩＣタグ１０とボトル１２との間に空間を形成して、電波障害の影響を小さくできると考えられる。ところが、このような対策では梱包箱１１ごとに付加的な仕切り構造物２０を要してコスト高になり、又梱包箱１１の全体が大きくなってしまう問題がある。

特開２００２−１５４６１８号公報 特開平９−３３１２７９号公報

そこでこの発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、電波を用いて動作するＩＣタグ付き梱包箱の管理において、液体、あるいは金属等の電波障害を生じる物品を梱包した梱包箱にＩＣタグを付設しても、電波障害によりＩＣタグの動作が損なわれない梱包箱及び梱包箱の電波反射方法を提供することを目的とする。

この発明は、電波により非接触に通信するＩＣタグを絶縁性の箱体に付設してなる梱包箱において、上記箱体に電波を反射させるための反射手段を上記箱体の壁面に作製したことを特徴とする。

この発明によると、梱包箱の壁面には電波(例えば３００ＫＨｚ〜１ＧＨｚ程度の通信周波数)を反射させるための反射手段を作製してあるため、絶縁性の梱包箱に向けて発せられた外部からの電波は、このうち、ＩＣタグと対応する一部の電波がＩＣタグに受信され、その他の受信されなかった電波は梱包箱内に吸収あるいは他方へ通過されることになる。このとき、梱包箱の反射手段に到った電波は、ここで反射され、この反射した電波の一部がＩＣタグに到達する。この結果、ＩＣタグに通信される電波エネルギが大きくなり、梱包箱内に例えば飲料水を入れたボトル等の電波障害物を梱包していても、ＩＣタグに電波エネルギが十分に届いてＩＣタグの通信性能を高めることができる。このため、ＩＣタグは信頼性の高い安定した動作を確保できる。さらに、反射手段の作製には梱包箱に対してのみ施し、ＩＣタグには何ら加工を要しないため、汎用されている安価なＩＣタグを用いることができ、ＩＣタグ付き梱包箱の低コスト化及び大量生産に適した製作と運用が図れる。

この発明の別の構成では、上記電波としてＵＨＦ帯域の電波を用いることができる。
このＵＨＦ帯域の電波を用いれば、ＩＣタグと通信可能な距離を数メートル離れた場所からでも通信することができ、ＩＣタグに対する通信領域を広域にとることができる。このため、ＩＣタグの用途が広がる。又、ＵＨＦ帯域としては例えばＩＣタグとの長距離通信を可能にする８５０〜９６０ＭＨｚ程度の通信周波数が最も適している。

この発明の別の構成では、上記ＩＣタグを箱体の外面に付設し、上記反射手段を箱体の内面に作製して梱包箱を構成することができる。
上記反射手段を箱体の内面に作製することによって、この反射手段に到達した電波を反射させて箱体外面に位置するＩＣタグに向けての反射性を高めることができる。これにより、ＩＣタグに受信されなかった電波の向きを変えさせて再びＩＣタグに電波を届けさせるという電波の集中供給を可能にして、ＩＣタグに導かれる電波の供給量を増大する。このため、ＩＣタグに到達する電波エネルギを大きくして電波の受信性能を高めることができる。さらに、箱体の内面において、反射手段の数を増やす程、又反射手段の反射領域を増やす程、電波の反射量が増えるためＩＣタグの通信性能は向上する。従って、用途に応じて反射手段の数や大きさを選定すれば、所望の通信性能を有する梱包箱を作製できる。

この発明の別の構成では、上記反射手段を導電性層にて作製することができる。上記ＵＨＦ帯域の電波を最も効率よく反射させることができる構造を追及した結果、導電性層がＵＨＦ帯域の電波を反射させる性質があることを見出し、この導電性層が持つ反射特性を利用して、ＩＣタグの通信性能を高めたものである。この導電性層の作製としては、絶縁性の箱体の壁面に例えば厚さ１０ミクロン程度の僅かの導電性層を一定の大きさに印刷等によって作製するだけでよい。

この発明の別の構成では、上記導電性層を、線状の導電性ラインを用いて格子状パターンに作製することができる。
上記導電性層は箱体内面に印刷すれば、簡単に作製することができる。この場合、導電性層は平面的な板状に作製してもよいが、線状の導電性ラインを縦横に交差させてなる格子状パターンに作製しても電波の反射性能を十分に確保できる。このため、格子状パターンの導電性層を用いれば、少ない導電性材料で導電性層を広域の面積に効率よく分布させて形成することができる。

この発明の別の構成では、上記箱体の一壁面を挟む該箱体の外面側にはＩＣタグを付設し、該ＩＣタグと対向する箱体の内面側には上記反射手段を作製した梱包箱を構成することができる。

この場合は、ＩＣタグと反射手段とが壁面を挟んで対向する位置関係にあるため、反射手段から反射した電波の反射方向にＩＣタグが対向するため、反射した電波がＩＣタグに届く量は最大になり、ＩＣタグへの電波エネルギを高めて受信性能は高感度になる。

さらにこの発明は、電波により非接触に通信するＩＣタグを絶縁性の箱体に付設して構成される梱包箱に、電波を反射させる反射手段を上記箱体の壁面に作製するための導電性層を、導電インクの印刷、あるいは導電性金属を熱転写して反射手段を作製することを特徴とする梱包箱の電波反射方法である。

この発明によると、導電性層の作製には、印刷や熱転写の手法によって梱包箱の壁面に薄く導電性層を形成すれば、この導電性層を簡単に作製できる。又、箱体に対しては該箱体の壁面に直接印刷すればよく、既存のままの梱包箱を用いることができる。このため、梱包箱の形状を変えたり、新たなスペースや挿入部材は一切要せず、全体の大きさを変化させることもない。又、導電性層だけで反射手段を構築できるため経済的であり、しかも組立前の梱包箱の折り畳んだ部材に対して、導電性層としての印刷や熱転写加工ができるため、導電回路の作製が一層容易になる。

この発明によれば、電波を使用してＩＣタグ付きの梱包箱と通信対応をとるとき、反射手段によってＩＣタグに届く電波エネルギを増大させて高受信性能にできるため、信頼性の高い安定した通信を確保できる。例えば、梱包箱内に電波障害物を梱包していても、その電波障害物の影響を受けずにＩＣタグに電波エネルギが十分に届いて安定した通信ができる。ことに、梱包箱に作製される反射手段は梱包箱に対してのみ施し、ＩＣタグには何ら加工を要しないため、汎用されている安価なＩＣタグを用いることができ、ＩＣタグ付き梱包箱の低コスト化及び大量生産に適した製作と運用を図ることができる。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて説明する。
図３はこの発明に係わる長方体の梱包箱３０の構造例を示し、この梱包箱３０は１枚の絶縁性のダンボール紙を折曲げて縦長の梱包箱３０に組立てられる。この梱包箱３０の外側面にはＩＣタグ１０が貼着され、このＩＣタグ１０に対し、外部から非接触に通信対応をとって、該梱包箱３０ごとに物流管理される。

図４(Ａ)は４連に連なって長方形に展開された組立前の１枚のダンボール紙４０の展開状態を示し、このダンボール紙４０から箱体へと立体的に組立てられる上面片と側面片と下面片とに４面ずつ折り曲げ可能に区画して設けている。

このうち、長方体の４側面を構成する第１〜第４側面片４１〜４４のうち、第３側面片４３に対しては、その外面(表面)の一部をＩＣタグ貼付部４５に設定している。このＩＣタグ貼付部４５と対向する第３側面片４３の内面(裏面)の位置には、図４(Ｂ)に示すように、電波反射部４６を形成して、ＩＣタグ１０と電波反射部４６とを第３側面片４３の表裏に対向させている。

上記電波反射部４６は電波反射部材として、梱包箱３０の内面に厚さ１０ミクロン程度の導電性層を印刷等によって形成するものであって、この電波反射部４６は一例として線状の導電性ラインＬを縦横に交差させてなる１格子が正方形を含む全体が横長の長方形を有する格子状パターンに作製したものである。

この場合、電波反射部４６の導電性層は、平面的な板状に作製してもよいが、格子状パターンに形成してもＵＨＦ帯域の電波の反射性能が十分に得られる。よって、少ない導電性材料で広い導電性層が得られる格子状パターンを用いるのが適している。

この格子状パターンは格子間隔を大きくすると導電性層としての効果が弱まり、格子間隔を小さくすると導電性材料を多く要してしまう。又、導電性ラインＬの線の太さ(線幅)も細くすると導電性層としての効果が弱まり、太くすると導電性材料を多く要してしまうことになる。このため、導電性層によるＵＨＦ帯域の電波を反射させるのに有効となる反射特性を構成するためには、例えば導電性ラインＬの厚さ１０ミクロン、線幅２ｍｍとした場合、正方形の格子一辺の長さは５ｍｍ程度が適している。さらに、電波反射部４６の全体の大きさとしては、ＩＣタグ１０の大きさよりも大きい寸法のものが、電波の反射量が多くなるので適している。

図５は梱包箱３０の第３側面片４３を挟んで取付けられたＩＣタグ１０と電波反射部４６との対向位置での断面図を示し、ＩＣタグ１０は、後述する（図６参照）基板６１上にアンテナ回路６２と異方導電性接着剤６４を介して搭載されたＩＣチップ６３を有して構成され、このＩＣタグ１０を絶縁性のダンボール紙材を挟んだ外面に１個貼着して取付け、このＩＣタグ１０と対向する内面の位置に電波反射部(図５においては３本の導電性ラインＬを示す)４６を作製している。

このように、梱包箱３０の外面側から内面側にかけて、ＩＣタグ１０と、絶縁性のダンボール紙である第３側面片４３と、電波反射部４６と、梱包された電波障害物である梱包物品５１の順に位置する配置関係にある。この結果、梱包箱３０の外部から送信されてきた電波５２は梱包箱３０の内方に梱包されている梱包物品５１に吸収される直前で、その一部が電波反射部４６に当って反射され、反射された電波の一部は方向変換して梱包箱３０の外面に貼着されているＩＣタグ１０へと到達し、ＩＣタグ１０に届く電波は外面側からだけでなく内面側からも到達し、該ＩＣタグ１０に届く電波が増えて電波エネルギが増大する。よって、ＩＣタグ１０の受信感度が高くなり、信頼性の高い安定した通信が得られる。

このように電波反射部４６を、梱包箱３０の内面に作製しておけば、梱包箱３０内に電波障害物としての液体を入れたボトル等の梱包物品５１が梱包されていても、ＩＣタグ１０と対応する梱包物品５１の直前で、電波は電波反射部４６によって反射されてＩＣタグ１０に導かれる。

ＩＣタグ１０の付近を通過する電波５２もＩＣチップ６３からアンテナ回路６２へと進む順方向（図中右向き）だけでなく、アンテナ回路６２からＩＣチップ６３へと逆方向（図中左向き）に進む電波が反射して折り返し、再び順方向に進むなど様々な方向の電波があり、これらの電波に対しても、結果的にＩＣタグ１０へと届く電波が増えて電波エネルギを増大させることができる。

図６は交信周波数帯としてＵＨＦを用いる場合のＩＣタグ１０の一形態を示し、図６(Ａ)にはＩＣタグ１０の平面図を、図６(Ｂ)にはＩＣタグ１０の側面図を示す。このＩＣタグ１０は平面的な基板６１上に形成されたアンテナパターン(アンテナ回路)６２と、該アンテナ回路６２の接続部間に実装されたＩＣチップ６３とから構成されている。

前記基板６１は、例えば厚さ３８μｍのＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)製フィルムの樹脂材を用い、この基板６１の片面に、３５μｍの硬質アルミニュウムからなるアンテナ回路６２をエッチング等により形成し、該アンテナ回路６２の一端にＩＣチップ６３を実装した構造である。ここでのＩＣチップ６３の実装に際しては、熱可塑性や熱硬化性の樹脂バインダ中に導電性の粒子を分散させた異方導電性接着剤６４を、ＩＣチップ６３とアンテナ回路６２の間に挿入し、熱圧着によって樹脂を流動させてＩＣチップ６３の電極と、アンテナ回路６２の間に挟まれた導電性粒子によって、厚さ方向に電気的接続を得ればよい。

次に、上記ＩＣタグ１０と電波反射部４６とをダンボール紙４０に作製して梱包箱３０を作製する方法を、図７及び図８に従って説明する。
［第１作製工程］
先ず、図７(Ａ)に示すように、上記した１枚のダンボール紙４０を用意し、該ダンボール紙４０の内面の第３側面片４３の下部位置に、横長の長方形状の格子状パターンによる電波反射部４６を後述する手法によって形成する。図７(Ｂ)は電波反射部４６の要部拡大断面図を示し、ダンボール紙４０の紙面上には格子状の縦横の導電性ラインＬが一定間隔に形成されている。

上述の電波反射部４６の形成に際しては、熱可塑性の樹脂バインダに銀粒子等の導電粒子を分散させた導電ペーストを、スクリーン印刷法等によりダンボール紙４０の表面に印刷した後、１５０℃、３０分の熱処理を経て焼成する印刷法によって上記電波反射部４６を形成することができる。あるいは、銅、アルミニュウム等の導電性金属を蒸着等によりＰＥＴ製フィルム上に形成したリボン材から、該導電性金属層に２００℃程度に加熱したサーマルヘッドを押し付けてダンボール紙４０の上面に格子状などの所要のパターンを熱転写する熱転写法等の方法を用いて形成する。

このように形成された電波反射部４６の一例を図８に示す。この電波反射部４６の実施例では、格子状パターンの導電性ラインＬの線幅が２ｍｍで、１区画の格子縦幅を５ｍｍ、格子横幅を５ｍｍとした正方形の格子状であり、電波の反射特性が十分に得られるように、全体をＩＣタグ１０より十分に大きい寸法(例えば５０×１００〜１５０ｍｍ)に作製している。ここに用いられる電波反射部４６の格子状パターンは、８５０〜９６０ＭＨｚのＵＨＦ帯域の電波を反射する特性を持ったものであればよく、格子状以外に平面板状のパターン、その他の任意模様のパターンであってもよい。
［第２作製工程］
上記第１作製工程により作製された電波反射部４６が図９(Ａ)に示すように、梱包箱３０の第３内側面４３になるような形態で、ダンボール紙４０を折り曲げて梱包箱３０を組立てる。
［第３作製工程］
次に、図９(Ｂ)に示すように、上記第２作製工程により作製された梱包箱３０の内側の電波反射部４６とは、ダンボール紙４０の第３内側面４３を挟んだ反対側の位置に相当する梱包箱３０の外面側に上記電波反射部４６の大きさより小さくしたＩＣタグ１０(例えば３０×１００ｍｍ)を貼付ける。

このときの電波反射部４６とＩＣタグ１０の位置関係は、図５にもに示したような相対向する配置関係の形態になり、梱包箱３０内に挿入された金属、あるいは液体の入った容器等の梱包物品５１に反射、あるいは吸収されようとする電波５２は、その直前で電波反射部４６によって反射され、ＩＣタグ１０上のアンテナ回路６２に供給される。

この電波５２が反射して、ＩＣタグ１０のアンテナ回路６２に電波を供給させて電波エネルギを増加させる効果により、ＩＣタグ１０の受信性能が高まり、梱包箱３０に金属、液体の容器等、電波障害を発生する物質を挿入しても、ＩＣタグ１０を安定して動作させることができる。

上述のように、ＩＣタグ付きの梱包箱に向けて発せられたＵＨＦ帯域の電波のうち、ＩＣタグに受信されなかった電波であっても箱体内面の反射手段に到った電波は、ここで反射されて折り返しＩＣタグに到達するため、ＩＣタグに通信される電波エネルギが大きくなり、ＩＣタグの受信性能を高めることができる。このため、梱包箱内に電波障害物を梱包していても、ＩＣタグに電波エネルギが十分に届いて信頼性の高い安定した通信ができる。

この発明の構成と、上述の実施例の構成との対応において、
この発明の反射手段及び導電性層は、実施例の電波反射部４６に対応するも、
この発明は上述の実施例の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。

例えば、上述の実施例では通信可能な帯域の一例に８５０〜９６０ＭＨｚ程度のＵＨＦ帯域を示したが、これに限らず、他のＵＨＦ帯域であってもよく、又ＵＨＦ帯域以外の電波であってもよい。

電波障害が生じる場合のＩＣタグの使用状態を示す斜視図。 電波障害が生じる場合の梱包箱とその使用状態を示す説明図。 梱包箱にＩＣタグを付設して示す斜視図。 梱包箱を展開して示す内面側と外面側の展開図。 ＩＣタグと電波反射部との使用状態を示す要部拡大縦断面図。 ＵＨＦを用いる場合のＩＣタグの平面図と側面図。 ダンボール紙に電波反射部を形成した状態を示す説明図。 電波反射部を拡大して示す説明図。 梱包箱の作製工程を示す斜視図。

符号の説明

１０…ＩＣタグ
３０…梱包箱
４６…電波反射部
５２…電波
Ｌ…導電性ライン

Claims (7)

1. 電波により非接触に通信するＩＣタグを絶縁性の箱体に付設してなる梱包箱において、
   上記箱体に電波を反射させるための反射手段を上記箱体の壁面に作製した
   梱包箱。
2. 上記電波としてＵＨＦ帯域の電波を用いた
   請求項１に記載の梱包箱。
3. 上記ＩＣタグを箱体の外面に付設し、上記反射手段を箱体の内面に作製した
   請求項１又２に記載の梱包箱。
4. 上記反射手段を導電性層にて作製した
   請求項１〜３に記載の何れかの梱包箱。
5. 上記導電性層を、線状の導電性ラインを用いて格子状パターンに作製した
   請求項４に記載の梱包箱。
6. 上記箱体の一壁面を挟む該箱体の外面側には上記ＩＣタグを付設し、該ＩＣタグと対向する箱体の内面側には上記反射手段を作製してなる
   請求項１〜５に記載の何れかの梱包箱。
7. 電波により非接触に通信するＩＣタグを絶縁性の箱体に付設して構成される梱包箱に、電波を反射させる反射手段を上記箱体の壁面に作製するための導電性層を、導電インクの印刷、あるいは導電性金属を熱転写して作製することを特徴とする
   梱包箱の電波反射方法。
   

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